CN109576490A - 一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法，包括步骤：S1:配料：向红格含铬钒钛磁铁矿中加碳酸钙和钠基膨润土配料；S2:将混合料分成两份，第一份配加该份料质量3‑4％的水、第二份配加该份料质量6‑8％的水，分别湿混静置焖料；S3:分料造球：在圆盘造球机上以30‑45r/min的转速造球，喷水量控制在1‑2ml/10g矿料，加水加料间隔30s‑100s；在母球成型期使用第一份矿料造球，在母球长大期使用第二份矿料造球；S4:干燥；S5：碳酸钙分解和预氧化的预焙烧：先在900℃‑950℃下进行碳酸钙分解预焙烧,然后向炉中通入不足量的空气进行预氧化预焙烧；S6:高温氧化固结焙烧：向1250℃‑1300℃的炉中通入增量的空气进行高温氧化固结焙烧，烧结完成后、冷却，制得高碱度含铬全钒钛球团矿。

Description

一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼铁生产领域，特别是一种制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是铁、钒、钛共生的一种特殊的磁性铁矿石，由于铁钛共生，钒以类质同象赋存在钛磁铁矿中，所以称之为钒钛磁铁矿。此种矿石遍布世界各地，由于地质构造和成矿条件的差异，导致各地的钒钛磁铁矿特点各不相同，根据不同类型的钒钛磁铁矿，其冶炼方法和冶炼过程的内在反应性质亦有明显的差异。

攀枝花西部地区钒钛磁铁矿成矿带共有四大矿床，以红格矿为中心，南有攀枝花矿，北有白马矿和太和矿，红格矿属基性-超基性岩型，除了Fe、V、Ti以外，伴生的Cr、Co、Ni和Pt族元素含量较高，尤其是Cr₂O₃的平均含量高达0.49-0.82％，综合利用价值大。

目前，高炉炼铁的炉料结构是由烧结矿、球团矿和块矿按比例混合组成的，钒钛磁铁矿的高炉冶炼也不例外。铁矿粉球团作业是以高炉-转炉为中心的现代钢铁工业生产流程的第一个工艺环节，其产品质量对后续的炼铁和炼钢生产具有基础性的重要影响。与烧结矿的固结方式不同，球团矿的固结主要靠固相黏结，通过固体质点扩散反应形成连接桥、化合物或固溶体把颗粒黏结起来。一般来说，高炉冶炼要求炉渣碱度在1.1-1.3之间，所以高碱度烧结矿(一般碱度大于1.6)需要配加部分的酸性球团矿(碱度小于0.9)，以形成较为合适的炉渣碱度。这是我国常采用的“高碱度烧结矿+酸性球团矿+天然块矿”的高炉炉料结构。球团矿和烧结矿虽然一样属于人造块矿，但球团矿粒度均匀、透气性好、中低温还原度高、强度高，且球团矿的高温还原度差，球团生产过程中产生的污染物(粉尘和硫氧化物)要远远低于烧结矿，因此生产高碱性球团矿以代替部分烧结矿可有助于环境保护和热循环利用。但是在高碱度球团矿的生产过程中，还存在矿粉和造球过程中吸水量大，成球效率低，母球之间易粘结，成分不均匀，烘干之后易爆裂，成球率低，抗压强度低于高炉入炉要求等技术问题。

此外，红格地区的含铬钒钛磁铁矿(包括低铬型钒钛磁铁矿、高铬型钒钛磁铁矿)尚处研究阶段，其炉料结构相关研究尚未形成完善的工业生产制备流程。在现有的钒钛磁铁矿冶炼中，以高碱度烧结矿配加酸性球团矿和块矿的炉料结构为主要生产工艺，但红格含铬钒钛烧结矿的初始熔点高，生成液相少，TiO₂通过液相扩散与CaO生成CaO·TiO₂，造成强度低，低温还原粉化率高，矿物组成差。而使用全钒钛球团，可以将TiO₂从烧结矿中转移出来，上部炉料的粉化问题可得到改善。因此，使用高碱度的全钒钛球团矿也是对代替高碱度烧结矿配加酸性球团矿的全钒钛高炉冶炼的探索，并且对红格含铬钒钛磁铁矿高炉冶炼过程的冶金性能与元素迁移等相关研究有重要的作用。

发明内容

(一)所用解决的技术问题

基于上述原因，本发明提出一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法，以克服传统的以酸性球团矿的生产方法生产碱性球团矿过程中易出现的一系列技术问题，如矿粉和造球过程中吸水量大、成球效率低、母球之间易粘结、成分不均匀，烘干之后易爆裂造成的成球率低、焙烧后的抗压强度低于高炉入炉要求及还原粉化率高等问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法，其包括如下步骤：

S1:配料：以红格含铬钒钛磁铁矿为原料矿，向原料矿中加入碳酸钙和钠基膨润土，配得碱度为1.8-2.1的高碱度混合料；

S2:分堆焖料：将上述高碱度混合料分成两份，一份配加该份料质量3-4％的水、另一份配加该份料质量6-8％的水，分别均匀混料至捏粉成块的状态，相应得到第一份矿料和第二份矿料，静置，使每份矿料的湿度分布均匀；

S3:分料造球：在圆盘造球机上以30-45r/min的转速进行造球，喷水量控制在1-2ml/10g矿料，且每次加水加料间隔30s-100s；对矿料充分滚动压实，制得直径在6mm-13mm的生球，生球含水量为8％-10％；

造球期间，将矿料开始团聚至形成直径1-3mm的球之前的过程称为母球成型期，母球继续长大至最终直径大小的球的过程称之为母球长大期，其中在母球成型期使用第一份矿料造球，在母球长大期使用第二份矿料造球；

S4:生球干燥：将造好的生球进行烘干处理；

S5：碳酸钙分解和预氧化的预焙烧：将生球置于炉中升温至900℃-950℃进行碳酸钙分解预焙烧；在保温情况下，再向炉中通入不足量的空气进行预氧化预焙烧，焙烧时间10min-20min；

S6:高温氧化固结焙烧：将预焙烧结束的生球迅速置于1250℃-1300℃的炉中，向炉中通入增量的空气增加氧化气氛以进行高温氧化固结焙烧，焙烧时间20min-30min；焙烧结束后取出球团，冷至室温，制得高碱度含铬全钒钛球团矿。

步骤S5中，在实验室用的马弗炉中，不足量的空气的通入速度为不超过2L/min；步骤S6中，增量的空气的通入速度为2.5-5L/min。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤S1包含如下处理：

S11:原料准备：以红格含铬钒钛磁铁矿作为原料矿，以碳酸钙粉末、钠基膨润土作为添加剂；

S12:干燥处理：将上述原料矿和添加剂于置烘干箱中烘干；

S13:筛分控制粒度：用筛孔小于0.5mm的筛网对干燥的原料矿进行筛分，对不能过筛的进行细磨后重新过筛；

S14：干混混料：将原料矿与添加剂干混混匀，配得碱度达到1.8-2.1的高碱度混合料。

其中，步骤S12是在100℃-105℃的温度下进行烘干，烘干时间为5-6小时；步骤S13是使200目(粒径<0.074mm)筛网的过筛量达到65％以上。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S1中，所述红格含铬钒钛磁铁矿为红格地区的低铬型钒钛磁铁矿，其包含如下组成及质量百分数：TiO₂：10wt％-12wt％，Cr₂O₃：0.3wt％-0.6wt％，V₂O₅：0.9wt％-1.4wt％，MgO：2.5wt％-4wt％，CaO：0.5wt％-1.0wt％，SiO₂：1wt％-3wt％；其中，TFe为53％-57wt％。

优选地，步骤S1中，原料矿为红格地区的低铬型钒钛磁铁矿时，所述碳酸钙的用量为原料矿总质量的8.7％-10.4％，钠基膨润土的用量为原料矿总质量的1％-2％；在钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S1中，所述红格含铬钒钛磁铁矿为红格地区的高铬型钒钛磁铁矿，其包含如下组成及质量百分数：FeO：23％-27％，TiO₂：10％-12％，Cr₂O₃：0.7％-1.0％，V₂O₅：0.8％-1.2％，MgO：2.5％-4％，CaO：0.8％-1.0％，SiO₂：4％-5％；其中，TFe为50％-55wt％。

优选地，步骤S1中，原料矿为红格地区的高铬型钒钛磁铁矿时，所述碳酸钙的用量为原料矿总质量的14.6％-17.4％，钠基膨润土的用量为原料矿总质量的1％-2％；在钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S2中，分堆焖料时，按照所述高碱度混合料的总质量平均分成两份，配水、混匀、相应制得第一份矿料和第二份矿料。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S2中，分堆焖料时，每份料配水后混合15min-20min，然后置于室温下密闭静置20min-30min；优选地以塑料薄膜密封、覆盖矿料，防止水分挥发。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S3中，所制成的生球以正态分布在6mm-13mm，其中直径8mm-12mm的占80％以上。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S4中，生球干燥是在烘干温度100℃-105℃，烘干时间3-4小时。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S5中，所述碳酸钙分解预焙烧具体是：将马弗炉先升温至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min进行碳酸钙分解预焙烧。保持适当的升温速率，避免或减少碳酸钙分解速度过快造成的球团爆裂的现象。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S6中，焙烧结束后取出球团，使其在空气中冷却。

母球生长包括两个阶段，即母球成型期和母球长大期：母球生长包括两个阶段，即母球成型期和母球长大期：矿料稍稍团聚成直径0.1-1mm的球，称为初期母球，随后长大成1-3mm的颗粒称为后期母球，这两个阶段都是母球成型期；当母球继续长大至直径以正态分布在6-13mm之间时，尤其直径8-12mm的母球占80％以上时，停止加料加水，使球继续滚动3-5min增强球团的密度和强度，停止造球，后面这一阶段称为母球长大期。

其中，母球成型期要有较长的滚动时间以保证足够的强度和密度，若较快进入母球长大期的造球阶段，会使球团不够致密而变形，甚至破裂。

在本发明中，优选地，所述碳酸钙为分析纯碳酸钙。

本发明采用红格地区的含铬钒钛磁铁矿作为原料矿，添加碳酸钙粉末、钠基膨润土，配得的球团矿原料碱度为1.8-2.1的高碱度，其矿粉含碳酸钙量较高，粒度较细，一般造球参数下较难成球，因而本发明有别于一般的造球矿料；同时，由于添加大量碱性物料增加了矿粉的吸水性，对造球过程中的母球成型期和母球长大期有很大影响。因此，本发明在焖料阶段时，将高碱度混合料按比例分成两份不同湿度的矿料进行焖料；造球阶段，又根据母球成型期和母球长大期，分别使用低湿度矿料和高湿度矿料。此外，有别于一般的固结焙烧工序，本发明根据添加碳酸钙的高碱度球团的特性，在生球预氧化焙烧前增加了碳酸钙分解预焙烧工序，然后再在通入空气的马弗炉中进行预氧化预焙烧和高温氧化固结焙烧，解决生球强度低、抗压强度低、湿度大，烘干后易粉化和爆裂等问题，制得性能优良的高碱度含铬全钒钛球团矿。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的方法具有以下优点：1)制备工艺简洁，没有复杂的操作过程；2)所用膨润土为钠基膨润土，吸水速度慢，吸水率和膨胀倍数大，有较高的可塑性和较强的粘结性，有利于碱性球团的粘结成球；3)造球机转速较快，加剧碱性球团料的滚动，减少了母球粘结的几率，增加了母球自滚动的频率，有利于提高生球的强度；4)焙烧制度连续，温度略高于一般球团焙烧温度，使得碱性球团的抗压强度大幅提高，平均保持在2000N-3300N范围内，满足高炉入炉要求，提高了球团成矿效率，降低成本。

通过实验结果证明，本发明方法添加碳酸钙制得的高碱度含铬全钒钛球团矿，低温还原粉化率RDI_-3.15mm在8％-14％，远远低于高碱度烧结矿的低温还原粉化率；还原膨胀率RSI在7％-9％范围内，还原膨胀率较小；球团氧化率较完全，大部分的钛磁铁矿被氧化成了易还原的钛赤铁矿，钛赤铁矿占70％以上，钛磁铁矿仅占1％-5％；中温还原率RI在85％以上，中温还原性能较好；高碱度球团矿的软化开始温度平均为1110℃，熔化开始温度平均为1220℃，滴落温度平均为1500℃，均较高碱度烧结矿要低一些，软化区间和熔滴温度区间分别平均在90℃和200℃，料柱间压差低，滴落性能较好，透气性好，有较好的冶金性能，高炉配加后可改善炉料结构，降低高炉的料柱压差，增加炉料的还原性，降低低温还原粉化，对高炉的增产、节焦十分有利。

本发明通过添加碳酸钙，生产碱性球团解决了以往制备碱性球时的矿粉吸水量大，母球的成球效率低，生球抗压强度低等问题，大大提高了成球效率和生球的抗压强度，通过新的焙烧制度避免了碳酸钙分解造成的球团爆裂问题，且提高了球团的气孔率，大大改善了还原率和降低了低温还原粉化率等冶金性能。

和现有技术相比，本发明解决了以往以酸性球团矿的生产方法生产碱性球团矿的过程中易出现的一系列问题，包括矿粉吸水量大造成的成球效率低；母球之间易粘结，成分不均匀，烘干之后易爆裂造成的成球率低；焙烧后造成的抗压强度低于高炉入炉要求，还原率低及还原粉化率高等问题。

附图说明

图1为本发明一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法的流程图。

图2为红格地区低铬型钒钛磁铁矿原矿的X射线衍射图谱。

图3为高碱度低铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图。

图4为红格地区高铬型钒钛磁铁矿原矿的X射线衍射图谱。

图5为高碱度高铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1所示，为本发明的一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法的流程图，其包括如下步骤：

(1)、原料准备：准备红格地区的含铬型钒钛磁铁矿，作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土，作为添加剂。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，温度为100℃-105℃，烘干时间为5-6小时。

(3)、筛分控制粒度：用筛孔在0.5mm以下的网筛将干燥的原料矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛。优选地，最终使粒度小于74微米的占总质量的65-75％，更优选是70-75％。

(4)、干混混料：将原料矿粉与碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀,得到碱度在1.8-2.1的高碱度混合料。

混料过程中，根据原料矿粉是低铬型全钒钛磁铁矿还是高铬型全钒钛磁铁矿，作为添加剂的碳酸钙的用量也不同。

低铬型全钒钛磁铁矿的自然碱度是0.24，而高铬型全钒钛磁铁矿的自然碱度是0.20。配料时，要得到碱度1.8-2.1高碱度的混合料，一般是先配加钠基膨润土粘合剂，而膨润土为酸性，原料矿加膨润土后碱度会有些微所降低，然后根据当前碱度，计算需要加多少碳酸钙将碱度调高至1.8-2.1的目标碱度。一般来说，低铬型全钒钛磁铁矿需要配加相对较少的碳酸钙，反之，高铬型全钒钛磁铁矿需要的碳酸钙配加量略多一些；当然在实际生产中，碳酸钙用量还与钠基膨润土的添加量和膨润土添加后当前的碱度等因素有关。

当原料矿粉选择为低铬型全钒钛磁铁矿时，碳酸钙的用量为原料矿(低铬型全钒钛磁铁矿)总质量的8.7％-10.4％，钠基膨润土的用量为原料矿(低铬型全钒钛磁铁矿)总质量的1％-2％。

当原料矿选择为高铬型全钒钛磁铁矿时，碳酸钙的用量为原料矿(高铬型全钒钛磁铁矿)总质量的14.6％-17.4％，钠基膨润土的用量为原料矿(高铬型全钒钛磁铁矿)总质量的1％-2％。

在钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将步骤(4)得到的混合料，分成两份，一份配加3-4％的水(以该份混合料的总质量为基础，加3-4％的水)，另一份配加6-8％的水(以该份混合料的总质量为基础，加6-8％的水)，每份均匀混料15min-20min，混至捏粉成块的状态即可，分别相应地得到第一份矿料(低湿度)和第二份矿料(高湿度)，将混匀的矿料在室温下密闭静置20min-30min，使每份矿料层湿度均匀。

优选地，将步骤(4)得到的混合料按照1：1-3的质量比分成两份，更优选地按照1:1的质量比平均分成两份。

(6)、分料造球：在圆盘造球机上以30-45r/min的转速进行造球，喷水量控制在1ml/10g矿料-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在30s-100s左右(优选为1min左右)，将矿粉充分滚动压实，制得直径在6mm-13mm之间的球团。其中，母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料，测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

所述最后制得的球团直径以正态分布在6-13mm之间，其中直径8-12mm的要占80％以上。

球团的形成过程有两个重要阶段，分别是母球成型期和母球长大期，母球是球团的核心部分，决定了球团的强度和形貌，规则且致密的母球是造球成功的关键。母球成型期是指矿粉团聚成直径0.1-1mm的球粒，并继续长大成直径1-3mm的规则微球的过程，其中直径0.1-1mm的球粒称为初期母球，直径1-3mm的规则微球称为后期母球；随后，母球继续长大至直径平均为10mm的生球球团的过程，称之为母球长大期。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度100℃-105℃，烘干时间3-4小时。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：先将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在900℃-950℃保温，将生球放入通入不超过2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间10min-20min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1250℃-1300℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓2.5L/min-5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间20min-30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度含铬型全钒钛球团矿。

下面参考具体实施例，对本发明进行说明，这些实施例仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，在后面的实施例中，含铬全钒钛球团矿的碱度均在1.8-2.1。以下各实施例采用的碳酸钙粉末为分析纯，钠基膨润土为工业现场使用产品。含铬全钒钛球团矿的软熔滴落性能按照GB/T 34211-2017标准来测定；含铬全钒钛磁铁矿的粒度分布按照GB/T10322.7-2004标准来测定；含铬全钒钛球团矿的还原膨胀率按照GB/T13240-1991标准来测定；含铬全钒钛球团矿的中温还原性按照GB/T 13241-1991标准来测定；含铬全钒钛球团矿的低温还原粉化率按照GB/T 13242-1991标准来测定；含铬全钒钛球团矿的抗压强度按照GB/T 14201-1993标准来测定。

实施例1

本实施例提供一种以红格地区的低铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度低铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取5Kg红格地区低铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末444.4g、钠基膨润土50g作为添加剂，配得碱度为1.9-2。

红格地区的低铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图2所示，其包含如下组成及质量百分数：TiO₂：10wt％-12wt％，Cr₂O₃：0.3wt％-0.6wt％，V₂O₅：0.9wt％-1.4wt％，MgO：2.5wt％-4wt％，CaO：0.5wt％-1.0wt％，SiO₂：1wt％-3wt％；其中，TFe为53％-57wt％。

以5Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的8.8％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度100℃-105℃，由于添加剂中的钠基膨润土会因吸水而影响干混的混匀效果，所以要对原料矿矿粉进行充分的烘干、消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用孔径小于0.5mm的筛网将干燥的原料矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，最终使低于200目的矿粉达到75％。

(4)、干混混料：将原料矿矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的混合料平均分配成两份，一份配加该份料质量4％的水，另一份配加该份料质量8％的水，均匀混料15min-20min，混至捏粉成块的状态，即可相应得到湿度较低的第一份矿料和湿度较高的第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、分料造球：在圆盘造球机上以30r/min的转速进行造球，喷水量控制在1-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在1min左右，对矿料充分滚动压实，制得的球团直径在8mm-12mm之内；其中，母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料，测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度105℃，烘干时间4h，充分使碳酸钙脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在900℃-950℃保温，将生球放入外鼓2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间15min-20min。保持适当的升温速率，避免或减少碳酸钙分解速度过快造成的球团爆裂的现象。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1250℃-1280℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓2.5L/min-5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度低铬型全钒钛球团矿。如图3所示，为本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：测得高碱度低铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2080N/球-2220N/球；中温还原性RI为79.5％-85.5％；还原膨胀率在9.3％以内；软化开始温度平均在1135℃，熔化温度平均在1300℃，滴落温度平均在1505℃，软化区间宽度平均为135℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

实施例2

本实施例提供一种以红格地区的低铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度低铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取4Kg红格地区低铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末360g、钠基膨润土40g作为添加剂，配得碱度为1.9-2的混合料。

红格地区的低铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图2所示，其包含如下组成及质量百分数：TiO₂：10wt％-12wt％，Cr₂O₃：0.3wt％-0.6wt％，V₂O₅：0.9wt％-1.4wt％，MgO：2.5wt％-4wt％，CaO：0.5wt％-1.0wt％，SiO₂：1wt％-3wt％；其中，TFe为53％-57wt％。

以4Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的9.0％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度102℃-104℃，由于之后添加的钠基膨润土会因吸水而影响干混的混匀效果，所以要对矿粉进行充分的烘干消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用筛孔小于0.5mm筛网将干燥的原料矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，最终使200目的过筛率达到75％。

(4)、干混混料：将钒钛矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的混合料平均分配成两份，一份配加该份料质量4％的水，另一份料配加该份料质量7％的水，均匀混料15-20min，混至捏粉成块的状态即可，得到第一份料和第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、分料造球：在圆盘造球机上以32r/min的转速进行造球，喷水量控制在1ml-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在1min左右，对矿料充分滚动压实，制得的球团直径在8mm-12mm之内，其中，母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料，测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度105℃，烘干时间4h，充分使碳酸钙脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在920℃-950℃保温，将生球放入外鼓2.5L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间15min-20min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1260℃-1285℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓4L/min-5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度低铬型全钒钛球团矿。如图3所示，为本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：测得高碱度低铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2500N/球-3000N/球；中温还原性RI为80％-85％；还原膨胀率在9.0％以内；软化开始温度平均在1115℃，熔化温度平均在1290℃，滴落温度平均在1520℃，软化区间宽度平均为145℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

实施例3

本实施例提供一种以红格地区的低铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度低铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取5Kg红格地区低铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末464.6g、钠基膨润土50g作为添加剂，配得碱度为1.8-1.9的混合料。

红格地区的低铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图2所示，其包含如下组成及质量百分数：TiO₂：10wt％-12wt％，Cr₂O₃：0.3wt％-0.6wt％，V₂O₅：0.9wt％-1.4wt％，MgO：2.5wt％-4wt％，CaO：0.5wt％-1.0wt％，SiO₂：1wt％-3wt％；其中，TFe为53％-57wt％。

以5Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的9.3％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度100℃-105℃，由于之后添加的钠基膨润土会因吸水而影响干混混匀效果，所以要对矿粉进行充分的烘干消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用孔径小于0.5mm的筛网将干燥的原料矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，使低于200目的矿粉达到75％。

(4)、干混混料：将钒钛矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的混合料平均分配成两份，一份配加该份料质量4％的水，另一份配加该份料份重量8％的水，均匀混料15-20min，混至捏粉成块的状态即可对应得到第一份矿料和第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、造球：在圆盘造球机上以45r/min的转速进行造球，喷水量控制在1-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在1min左右，对矿料充分滚动压实，制得的球团直径在8mm-12mm之内，基本集中在10mm，其中，母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料，测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度105℃，烘干时间4h，充分使碳酸钙脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在900℃-930℃保温，将生球放入外鼓2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间15min-20min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1280℃-1300℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓4L/min-5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度低铬型全钒钛球团矿。如图3所示，为本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：测得高碱度低铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2700N/球-3500N/球；中温还原性RI为78％-86％；还原膨胀率在8.8％以内；软化开始温度平均在1120℃，熔化温度平均在1280℃，滴落温度平均在1490℃，软化区间宽度平均为135℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

实施例4

本实施例提供一种以红格地区的低铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度低铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取4Kg红格地区低铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末383.8g、钠基膨润土40g作为添加剂，配得碱度为1.8-1.9的混合料。

红格地区的低铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图2所示，其包含如下组成及质量百分数：TiO₂：10wt％-12wt％，Cr₂O₃：0.3wt％-0.6wt％，V₂O₅：0.9wt％-1.4wt％，MgO：2.5wt％-4wt％，CaO：0.5wt％-1.0wt％，SiO₂：1wt％-3wt％；其中，TFe为53％-57wt％。

以4Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的9.6％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度100℃-105℃，由于之后添加的钠基膨润土会因吸水而影响干混混匀效果，所以要对矿粉进行充分的烘干消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用筛孔小于0.5mm的筛网将干燥的原料矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，使低于200目的矿粉达到75％。

(4)、干混混料：将钒钛矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的混合料平均分配成两份，一份配加该份料质量3％的水，另一份配加该份料质量7％的水，均匀混料15min-20min，混至捏粉成块的状态即可对应得到第一份矿料和第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、分料造球：在圆盘造球机上以40r/min的转速进行造球，喷水量控制在1-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在1min左右，对矿粉充分滚动压实，制得的球团直径在8mm-12mm之内，基本集中在10mm。其中，在母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料，测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度100℃，烘干时间4h，充分使碳酸钙脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在900℃-950℃保温，将生球放入外鼓2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间15min-20min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1270℃-1290℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓4L/min-5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度低铬型全钒钛球团矿。如图3所示，为本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：测得高碱度低铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2400N/球-3300N/球；中温还原性RI为79％-82％；还原膨胀率在9.2％以内；软化开始温度平均在1130℃，熔化温度平均在1240℃，滴落温度平均在1505℃，软化区间宽度平均为160℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

实施例5

本实施例提供一种以红格地区的高铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度高铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取5Kg红格地区高铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末747.4g、钠基膨润土50g作为添加剂，配得碱度为1.9-2的混合料。

红格地区的高铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图4所示，包含如下组成及质量百分数：FeO：23％-27％，TiO₂：10％-12％，Cr₂O₃：0.7％-1.0％，V₂O₅：0.8％-1.2％，MgO：2.5％-4％，CaO：0.8％-1.0％，SiO₂：4％-5％；其中，TFe为50％-55wt％。

以5Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的14.9％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度100℃-105℃，由于膨润土会因吸水而影响干混混匀效果，所以要对矿粉进行充分的烘干消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用筛孔小于0.5mm的筛网将干燥的钒钛矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，使低于200目的矿粉达到75％以上。

(4)、干混混料：将钒钛矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的矿料平均分配成两份，一份配加该份料质量4％的水，另一份配加该份料质量7％的水，均匀混料15min-20min，混至捏粉成块的状态即可相应得到第一份矿料和第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、分料造球：在圆盘造球机上以30r/min的转速进行造球，喷水量控制在1ml/10g矿料-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在1min左右，对矿粉充分滚动压实，制得直径在8mm-12mm之内的球团，其中，母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料。测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度105℃，烘干时间4h，充分使碳酸钙脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉升至950℃，将生球放入外鼓2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，焙烧时间15min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1200℃-1250℃，将预焙烧完的生球迅速放入炉内进行二次高温氧化焙烧，使用气泵机外增鼓吹4L/min-5L/min的空气以增强氧化气氛，焙烧时间30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度高铬型全钒钛球团矿。如图5所示，为本实施例制得的高碱度高铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：得高碱度高铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2062N/球-2215N/球；中温还原性RI为77.62％-80.21％；还原膨胀率在9.3％以内；软化开始温度平均在1140℃，熔化温度平均在1300℃，滴落温度平均在1520℃，软化区间宽度平均为150℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

实施例6

本实施例提供一种以红格地区的高铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度高铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取4Kg红格地区高铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末606g、钠基膨润土40g作为添加剂，配得碱度为1.9-2的混合料。

红格地区的高铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图4所示，包含如下组成及质量百分数：FeO：23％-27％，TiO₂：10％-12％，Cr₂O₃：0.7％-1.0％，V₂O₅：0.8％-1.2％，MgO：2.5％-4％，CaO：0.8％-1.0％，SiO₂：4％-5％；其中，TFe为50％-55wt％。

以4Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的15.15％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度102℃-104℃，由于之后添加的膨润土会因吸水而影响干混混匀效果，所以要对矿粉进行充分的烘干消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用筛孔孔径小于0.5mm筛将干燥的钒钛矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，使低于200目的矿粉达到75％以上。

(4)、干混混料：将钒钛矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的矿料平均分配成两份，一份配加该份料质量5％的水，另一份配加该份料质量8％的水，均匀混料15-20min，混至捏粉成块的状态即可相应得到第一份矿料和第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、造球：在圆盘造球机上以32r/min的转速进行造球，喷水量控制在1ml/10g矿料-2ml/10g矿粉，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在1min左右，对矿粉充分滚动压实，制得的球团直径在8mm-12mm之内，其中，母球成型期使用第一份矿料的矿粉，母球长大期使用第二份料的矿粉。测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度105℃，烘干时间4h，充分使生球脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-8℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在900℃-950℃保温，将生球放入外鼓2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间15min-20min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1230℃-1260℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓4.5L/min-5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间20min-30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度低铬型全钒钛球团矿。如图5所示，为本实施例制得的高碱度高铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：测得高碱度高铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2138N/球-2336N/球；中温还原性RI为79.25％-82.21％；还原膨胀率在9.0％以内；软化开始温度平均在1140℃，熔化温度平均1300℃，滴落温度平均在1520℃，软化区间宽度平均为150℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

实施例7

本实施例提供一种以红格地区的高铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度高铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取5Kg红格地区高铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末782.75g、钠基膨润土50g作为添加剂，配得碱度为1.8-1.9的混合料。

红格地区的高铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图4所示，包含如下组成及质量百分数：FeO：23％-27％，TiO₂：10％-12％，Cr₂O₃：0.7％-1.0％，V₂O₅：0.8％-1.2％，MgO：2.5％-4％，CaO：0.8％-1.0％，SiO₂：4％-5％；其中，TFe为50％-55wt％。

以5Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的15.6％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度100℃-105℃，由于之后添加的CaO和膨润土会因吸水而影响干混混匀效果，所以要对矿粉进行充分的烘干消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用筛孔小于0.5mm筛将干燥的钒钛矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，使低于200目的矿粉达到75％以上。

(4)、干混混料：将钒钛矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的矿料平均分配成两份，一份配加该份料质量4％的水，另一份配加该份料质量7.5％的水，均匀混料15-20min，混至捏粉成块的状态即可相应得到第一份矿料和第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、造球：在圆盘造球机上以45r/min的转速进行造球，喷水量控制在1ml/10g矿料-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在90s左右，对矿粉充分滚动压实，制得的球团直径在8mm-12mm之内，其中，母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料。测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度105℃，烘干时间4h，充分使碳酸钙脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在7-8℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在900℃-950℃保温，将生球放入外鼓2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间15min-20min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1250℃-1280℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓3.5L/min-4.5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间20min-30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度低铬型全钒钛球团矿。如图5所示，为本实施例制得的高碱度高铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：测得高碱度高铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2672N/球-3455N/球；中温还原性RI为79.86％-83.34％；还原膨胀率在8.6％以内；软化开始温度平均在1140℃，熔化温度平均在1310℃，滴落温度平均在1520℃，软化区间宽度平均为140℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

实施例8

本实施例提供一种以红格地区的高铬型全钒钛磁铁矿为原料矿，添加碳酸钙和钠基膨润土，制备一种高碱度高铬全钒钛球团矿的方法，所述方法包括如下实施步骤：

(1)、原料准备：取4Kg红格地区高铬型钒钛磁铁矿作为原料矿，准备分析纯碳酸钙粉末646.4g、钠基膨润土40g作为添加剂，配得碱度为1.8-1.9。

红格地区的高铬型钒钛磁铁矿的X射线衍射图谱，如图4所示，包含如下组成及质量百分数：FeO：23％-27％，TiO₂：10％-12％，Cr₂O₃：0.7％-1.0％，V₂O₅：0.8％-1.2％，MgO：2.5％-4％，CaO：0.8％-1.0％，SiO₂：4％-5％；其中，TFe为50％-55wt％。

以5Kg原料矿为基准，分别称取原料矿质量的16.16％的分析纯碳酸钙和1％的钠基膨润土。钠基膨润土中SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

(2)、原料烘干：将原料矿和添加剂分别放在搪瓷盘中置于烘干箱中烘干，烘干温度100℃-105℃，由于之后添加的膨润土会因吸水而影响干混的混匀效果，所以要对矿粉进行充分的烘干消除自由水，烘干时间6h，使矿粉水分小于1％。

(3)、筛分：用筛网孔径小于0.5mm筛将干燥的钒钛矿粉进行筛分，对不满足粒度要求的进行细磨重新过筛，使低于200目的矿粉达到75％以上。

(4)、干混混料：将钒钛矿粉与分析纯碳酸钙粉末和钠基膨润土先进行干混混匀。

(5)、分堆湿混焖料：称重，将混好的矿料平均分配成两份，一份配加该份料质量3.6％的水，另一份配加该份料质量7.5％的水，均匀混料15-20min，混至捏粉成块的状态即可相应得到第一份矿料和第二份矿料，将混匀的料在室温下密闭静置20min-30min，使料层湿度均匀。

(6)、造球：在圆盘造球机上以35r/min的转速进行造球，喷水量控制在1ml/10g矿料-2ml/10g矿料，防止母球之间粘连，并且每次加水加料间隔在1min左右，使矿粉充分滚动压实，制得的球团直径在8mm-12mm之内，其中，母球成型期使用第一份矿料，母球长大期使用第二份矿料。测得最后制得的生球含水量在8％-10％左右。

(7)、生球干燥：将造好的生球在烘干箱内烘干，烘干温度100℃，烘干时间4h，充分使碳酸钙脱水，使得球团矿内部结构更加致密，提高生球强度。

(8)、碳酸钙分解预焙烧：将1#马弗炉升至800℃-850℃，将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min。

(9)、生球预氧化焙烧：将1#马弗炉在900℃-950℃保温，将生球放入外鼓2L/min的空气的马弗炉内进行预氧化焙烧，保温焙烧时间15min-20min。

(10)、高温氧化固结焙烧：将2#马弗炉升至1270℃-1300℃，将预焙烧结束的生球迅速从1#马弗炉取出并放入2#马弗炉内进行高温氧化固结焙烧，外鼓2.5L/min-4.5L/min的空气增加氧化气氛，焙烧时间20min-30min，将焙烧结束的球团取出，空冷至室温，制得高碱度低铬型全钒钛球团矿。如图5所示，为本实施例制得的高碱度高铬型全钒钛球团矿的生球宏观形貌图，球团成灰黑色，表面致密无裂痕，形貌规则均匀，直径分布满足正态分布，平均直径为10mm。

对本实施例制得的高碱度低铬型全钒钛球团矿测试质量指标和冶金性能：测得高碱度高铬型全钒钛球团矿的抗压强度平均在2412N/球-2813N/球；中温还原性RI为79.87％-85.29％；还原膨胀率在9.2％以内；软化开始温度平均在1120℃，熔化温度平均在1295℃，滴落温度平均在1515℃，软化区间宽度平均为155℃，软熔温度高，软熔区间窄，符合较优的冶金性能。

应当说明的是，以上公开实施例仅体现说明本发明的技术方案，而非用来限定本发明的保护范围，尽管参照较佳实施例对本发明做详细地说明，任何熟悉本技术领域者应当理解，在不脱离本发明的技术方案范围内进行修改或各种变化、等同替换，都应当属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种外加碳酸钙制备高碱度含铬全钒钛球团矿的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:配料：以红格含铬钒钛磁铁矿为原料矿，向原料矿中加入碳酸钙和钠基膨润土，配得碱度为1.8-2.1的高碱度混合料；

S2:分堆焖料：将上述高碱度混合料分成两份，一份配加该份料质量3-4％的水、另一份配加该份料质量6-8％的水，分别均匀混料至捏粉成块的状态，相应得到第一份矿料和第二份矿料，静置，使每份矿料的湿度分布均匀；

S3:分料造球：在圆盘造球机上以30-45r/min的转速进行造球，喷水量控制在1-2ml/10g矿料，且每次加水加料间隔30s-100s；对矿料充分滚动压实，制得直径在6mm-13mm的生球，生球含水量为8％-10％；

造球期间，将矿料开始团聚至形成直径1-3mm的球之前的过程称为母球成型期，母球继续长大至最终直径大小的球的过程称之为母球长大期，其中在母球成型期使用第一份矿料造球，在母球长大期使用第二份矿料造球；

S4:生球干燥：将造好的生球进行烘干处理；

S5：碳酸钙分解和预氧化的预焙烧：将生球置于炉中升温至900℃-950℃进行碳酸钙分解预焙烧；在保温情况下，再向炉中通入不足量的空气进行预氧化预焙烧，焙烧时间10min-20min；

S6:高温氧化固结焙烧：将预焙烧结束的生球迅速置于1250℃-1300℃的炉中，向炉中通入增量的空气增加氧化气氛以进行高温氧化固结焙烧，焙烧时间20min-30min；焙烧结束后取出球团，冷至室温，制得高碱度含铬全钒钛球团矿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包含如下处理：

S11:原料准备：以红格含铬钒钛磁铁矿作为原料矿，以碳酸钙粉末、钠基膨润土作为添加剂；

S12:干燥处理：将上述原料矿和添加剂于置烘干箱中烘干；

S13:筛分控制粒度：用筛孔小于0.5mm的筛网对干燥的原料矿进行筛分，对不能过筛的进行细磨后重新过筛；

S14：干混混料：将原料矿与添加剂干混混匀，配得碱度达到1.8-2.1的高碱度混合料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S12是在100℃-105℃的温度下进行烘干，烘干时间为5-6小时；步骤S13是使粒度在74微米以下的占到65％以上。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述红格含铬钒钛磁铁矿为红格地区的低铬型钒钛磁铁矿，其包含如下组成及质量百分数：TiO₂：10wt％-12wt％，Cr₂O₃：0.3wt％-0.6wt％，V₂O₅：0.9wt％-1.4wt％，MgO：2.5wt％-4wt％，CaO：0.5wt％-1.0wt％，SiO₂：1wt％-3wt％；其中，TFe为53％-57wt％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1中，原料矿为红格地区的低铬型钒钛磁铁矿时，所述碳酸钙的用量为原料矿总质量的8.7％-10.4％，钠基膨润土的用量为原料矿总质量的1％-2％；在钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述红格含铬钒钛磁铁矿为红格地区的高铬型钒钛磁铁矿，其包含如下组成及质量百分数：FeO：23％-27％，TiO₂：10％-12％，Cr₂O₃：0.7％-1.0％，V₂O₅：0.8％-1.2％，MgO：2.5％-4％，CaO：0.8％-1.0％，SiO₂：4％-5％；其中，TFe为50％-55wt％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S1中，原料矿为红格地区的高铬型钒钛磁铁矿时，所述碳酸钙的用量为原料矿总质量的14.6％-17.4％，钠基膨润土的用量为原料矿总质量的1％-2％；在钠基膨润土中，SiO₂的含量为42％-48％，CaO的含量为3.5％-4.5％，Na的含量占4％-5％。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，分堆焖料时，按照所述高碱度混合料的总质量平均分成两份，配水、混匀相应制得第一份矿料和第二份矿料。

9.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，分堆焖料时，每份料配水后混合15-20min，然后置于室温下密闭静置20-30min。

10.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所制成的生球以正态分布在6-13mm，其中直径8-12mm的占80％以上；

步骤S4中，生球干燥是在烘干温度100℃-105℃，烘干时间3-4小时；

步骤S5中，所述碳酸钙分解预焙烧具体是：将马弗炉先升温至800℃-850℃，再将生球放入炉中随炉升温至900℃-950℃，保持升温速率在5℃/min-10℃/min进行碳酸钙分解预焙烧。